Трисера - Trisulfur

Трисера
Trisulfur.png
Шаровидная модель трисеры
Имена
Название ИЮПАК
Трисера
Другие имена
Тиозон
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ЧЭБИ
ChemSpider
Характеристики
S3
Молярная масса96,198 г / моль
Структура
согнутый
Родственные соединения
Родственные соединения
Озон
Монооксид дисеры
Диоксид серы
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

В S
3 молекула, известный как трисера, тример серы, тиозон, или же трехатомная сера, вишнево-красный аллотроп серы. Он содержит около 10% испарившейся серы на 713K (440 ° C; 824 ° F) и 1333Па (10.00 мм рт. ст.; 0.1933 psi ). Наблюдались криогенные температуры как твердое тело. В обычных условиях он преобразуется в циклооктасера.

8 ю.ш.3 → 3 S8

Структура и склеивание

С точки зрения структуры и склеивания S
3 и озон (О
3) похожи. Оба принимают гнутые конструкции и есть диамагнитный. Хотя представлено как S = S двойные связи, ситуация склеивания более сложная.[2]

Расстояния S – S эквивалентны и равны 191.70±0.01 вечера, а угол при центральном атоме 117.36°±0.006°.[3] Однако циклический S
3, где атомы серы расположены в равностороннем треугольнике с тремя одинарными связями (аналогично циклический озон и циклопропан ), по расчетам, имеет меньшую энергию, чем экспериментально наблюдаемая изогнутая структура.[4]

Название тиозон придумал Хьюго Эрдманн в 1908 году, который предположил, что S
3 содержит большую долю жидкой серы.[5] Однако его существование не было доказано до экспериментов Дж. Берковица в 1964 г.[6] С помощью масс-спектрометрии, он показал, что пары серы содержат S
3 молекула. Выше 1200 ° C (2190 ° F) S
3 это вторая по распространенности молекула после S
2 в газообразной сере.[6] В жидкой сере эта молекула не является обычной, пока температура не станет высокой, например, 500 ° C (932 ° F). Однако такие маленькие молекулы способствуют большей части реакционной способности жидкой серы.[6] S
3 имеет пик поглощения 425 нм (фиолетовый) с хвостом, переходящим в синий свет.[6]

S
3 также может быть сгенерирован фотолиз из S
3Cl
2 встроен в стекло или матрицу из твердого материала благородный газ.[6]

Естественное явление

S
3 происходит естественно на Ио в вулканических выбросах. S
3 также может появиться в атмосфера Венеры на высоте от 20 до 30 км (от 12 до 19 миль), где он находится в тепловом равновесии с S
2 и S
4.[7]:546 Красноватый цвет атмосферы Венеры на более низких уровнях, вероятно, связан с S
3.[7]:539

Реакции

S
3 реагирует с монооксид углерода сделать карбонилсульфид и S
2.

Возможно образование соединений с определенным количеством атомов серы:

S
3 + S
2О → S
5О (циклический)[8]

Радикальный анион

Лазурит содержит S−
3.

Несмотря на то что S
3 неуловимо в обычных условиях, анион-радикал S•−
3 в изобилии. Он имеет интенсивный синий цвет. Иногда называется тиозонид,[9] по аналогии с озонид анион, О−
3. Драгоценный камень лазурит и минерал лазурит (из которого пигмент ультрамарин является производным) содержат S−
3. Международный Кляйн Блю, разработан Ив Кляйн, также содержит S−
3 радикальный анион.[10] Это валентный изоэлектронный с озонид ион. Синий цвет обусловлен буквой C2А2 переход к X2B1 электронное состояние в ионе,[9] вызывая сильную полосу поглощения при 610–620 нм или же 2.07 эВ (в оранжевой области видимого спектра).[11] В Рамановская частота является 523 см−1 и еще одно инфракрасное поглощение находится на 580 см−1.[6]

В S−
3 показано, что ион стабилен в водном растворе при давлении 0,5ГПа (73,000 psi ), и ожидается, что они возникнут естественным образом на глубине земной коры, где происходит субдукция или метаморфизм под высоким давлением.[12] Этот ион, вероятно, важен для движения меди и золота в гидротермальные жидкости.

Гексасульфид лития (содержащий S−
6, другой анион-радикал полисульфида) с тетраметилендиамин сольватация диссоциирует ацетон и родственные донорные растворители до S−
3.[13]

В S−
3 анион-радикал также был получен восстановлением газообразной серы с помощью Zn2+
 в матрице. В сухом состоянии материал имеет ярко-синий цвет и меняет цвет на зеленый и желтый в присутствии незначительных количеств воды.[14] Другой способ сделать это с полисульфид растворился в гексаметилфосфорамид где он дает синий цвет.[15]

Другие методы производства S−
3 включать реагирующую серу со слегка увлажненным оксид магния.[11]

Рамановская спектроскопия может использоваться для идентификации S−
3, и его можно использовать неразрушающим образом в картинах. Группы 549 см−1 для симметричного растяжения, 585 см−1 для асимметричной растяжки и 259 см−1 для гибки.[16] Природные материалы также могут содержать S−
2 который имеет оптическое поглощение при 390 нм и рамановский диапазон на 590 см−1.[16]

Трисульфид-ион

В трисульфид ион S2−
3 является частью полисульфид серии. Цепь серы согнутый под углом 107,88 °.[6] SrS
3 имеет длину связи S – S, равную 205 вечера.[6] Связи одинарные. это изоэлектронный к дихлорид серы.

Рекомендации

  1. ^ http://www.ebi.ac.uk/chebi/searchId.do?chebiId=CHEBI:29388
  2. ^ Гринвуд, Норман Н.; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн. С. 645–662. ISBN  978-0-08-037941-8.
  3. ^ Маккарти, Майкл С .; Торвирт, Свен; Готлиб, Карл А .; Патрик, Фаддей (11 марта 2004 г.). «Вращательный спектр и геометрическая структура тиозона, S3". Журнал Американского химического общества. 126 (13): 4096–4097. Дои:10.1021 / ja049645f. PMID  15053585.
  4. ^ Флеммиг, Беате; Wolczanski, Peter T .; Хоффманн, Роальд (1 июня 2005 г.). «Комплексы переходных металлов циклического и открытого озона и тиозона» (PDF). Журнал Американского химического общества. 127 (4): 1278–1285. Дои:10.1021 / ja044809d. PMID  15669867.
  5. ^ Эрдманн, Хьюго (1908). "Ueber Thiozonide, ein Beitrag zur Kenntniss des Schwefels und seiner ringförmigen Verbindungen" [О тиозониде, статья о сере и ее кольцеобразующих соединениях] (PDF). Юстус Либигс Аннален дер Хеми. 362 (2): 133–173. Дои:10.1002 / jlac.19083620202.
  6. ^ а б c d е ж грамм час Мейер, Бит (март 1975). «Элементная сера» (PDF). Химические обзоры. 76 (3): 367–388. Дои:10.1021 / cr60301a003.
  7. ^ а б Льюис, Джон С. (2004). Физика и химия Солнечной системы. Академическая пресса. ISBN  9780124467446.
  8. ^ Steudel, Ralf; Стейдель, Яна (2 ноября 2004 г.). «Термическое разложение S2O образует SO2, S3, S4 и S5О - предварительное исследование МО ". ХимИнформ. 35 (44). Дои:10.1002 / подбородок.200444022.
  9. ^ а б Лингерри, Роберто; Комиха, Наджия; Фабиан, Юрген; Росмус, Павел (2008). «Электронные состояния ультрамаринового хромофора. S−
    3    ". Zeitschrift für Physikalische Chemie. 222 (1): 163–176. Дои:10.1524 / зпч.2008.222.1.163.
  10. ^ Мэннинг, Крейг Э. (25 февраля 2011 г.). «Серные сюрпризы в глубоких геологических флюидах». Наука. 331 (6020): 1018–1019. Bibcode:2011Научный ... 331.1018M. Дои:10.1126 / science.1202468. PMID  21350156.
  11. ^ а б Steudel, Ральф (2003). "Кластерные анионы S−
    п     и S2−
    п    ". Элементарная сера и соединения с высоким содержанием серы. 2. п. 16. ISBN  9783540403784.
  12. ^ Покровский, Глеб С .; Дубровинский, Леонид С. (25 февраля 2011 г.). "The S−
    3     ion является стабильным в геологических флюидах при повышенных температурах и давлениях ». Наука. 331 (6020): 1052–1054. Bibcode:2011Научный ... 331.1052P. Дои:10.1126 / science.1199911. PMID  21350173.
  13. ^ Чиверс, Тристрам; Манеры, Ян (2009). Неорганические кольца и полимеры элементов p-блока: от основ до приложений. Королевское химическое общество. С. 295–296. ISBN  9781847559067.
  14. ^ Гао, Цянь; Сю, Ян; Ли, Го-дон; Чен, Цзе-шэн (2010). «Сенсорный материал на основе окклюзированных анионных радикалов трисеры для удобного обнаружения следовых количеств молекул воды». Журнал химии материалов. 20 (16): 3307–3312. Дои:10.1039 / B925233A.
  15. ^ Chivers, T .; Драммонд, И. (октябрь 1972 г.). "Характеристика анион-радикала трисеры S−
    3     в синих растворах полисульфидов щелочных металлов в гексаметилфосфорамиде ». Неорганическая химия. 11 (11): 2525–2527. Дои:10.1021 / ic50116a047.
  16. ^ а б Hark, Ричард Р .; Кларк, Робин Дж. Х. «Рамановская микроскопия различных образцов лазурита при различных длинах волн возбуждения» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2011-07-26.

внешняя ссылка